張學(xué)恩

摘要：伴隨國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)放程度的不斷深化，道路交通工程建設(shè)得到了迅速發(fā)展。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的道路建設(shè)中主要以瀝青混凝 土路面為主，而水泥穩(wěn)定碎石作為其中最為重要的承重層，由于其水穩(wěn)定性好、荷載力強(qiáng)、成本投入少的優(yōu)勢(shì)已成為當(dāng)前道 路施工當(dāng)中的首選對(duì)象。便是水泥穩(wěn)定層隨著使用次數(shù)與使用時(shí)間的變化，就會(huì)在內(nèi)部出現(xiàn)混合料的剛性、強(qiáng)度等性能下降， 導(dǎo)致路面病害問(wèn)題的發(fā)生。文中對(duì)于當(dāng)前水泥穩(wěn)定碎石基層形裂問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并給出一些有效的解決辦法，以供相 關(guān)從業(yè)人員參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：瀝青道路；水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂；成因?qū)Σ?/p>

中圖分類號(hào)：U270.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）06-0079-01

引言

在瀝青路面的施工過(guò)程當(dāng)中，水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的板

體性，施工材料來(lái)源廣泛，便于原材料的加工與混合料拌制，并且 在澆灌之后的水泥層具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，所以水泥穩(wěn)定碎石半剛 性基層瀝青路面也成為當(dāng)前世界各國(guó)公路的的主要路面類型。但是 半剛性材料最為致命的缺點(diǎn)就抗變形能力不足，如果路面溫度與濕 度出現(xiàn)較大變化時(shí)則會(huì)出現(xiàn)裂縫，而且瀝青層面較薄的位置會(huì)產(chǎn)生 反射裂縫，嚴(yán)重破壞路面的安全性與穩(wěn)定性。因此，瀝青路道水泥 穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂問(wèn)題也成為了當(dāng)前業(yè)內(nèi)人士亟待解決的問(wèn)題。

水泥穩(wěn)定碎石基層的特點(diǎn)

水泥穩(wěn)定碎石層是以水泥為膠結(jié)材料，碎石作為骨料，并加入

一定比例的水進(jìn)行攪拌后所形成的混合料，再經(jīng)過(guò)攤鋪、碾壓之后 的道路基層。水泥穩(wěn)定碎石基層中碎石的含量較高，因此該種基層 成型速度快、抗壓性以及荷載能力大等優(yōu)勢(shì)，是整個(gè)道路工程當(dāng)中 最為重要的承重層。除此之外，由于水泥穩(wěn)定碎石基層中的水泥含 量較少（通常情況下是 3%～5%之間），以碎石為主料，因此基層整體 的抗擾能力不足，容易斷裂、變形。除此之外，整個(gè)基層的強(qiáng)度大 小容易受到混合材料的質(zhì)量、施工工藝、施工時(shí)間的長(zhǎng)短以及施工 環(huán)境等方面的影響（如圖1）。

圖 1：

瀝青道路水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂的原因

收縮裂縫

在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工過(guò)程當(dāng)中，水泥、碎石與水經(jīng)過(guò)

攪拌、壓實(shí)后，由于水分的蒸發(fā)以及混合料內(nèi)產(chǎn)生的水化作用等原 因，導(dǎo)致混合料內(nèi)部的水分大量流失。水分的流失引起半剛性材料 體積不斷縮小，基層裂縫也因此產(chǎn)生。若在道路施工的過(guò)程當(dāng)中， 如果空氣中的溫度以及濕度并無(wú)較大變化，那么混合料的干縮情況 為一次性干縮，這種情況下的裂縫相對(duì)較細(xì)而且數(shù)量也較少。如果 其間隔的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致基層混合料經(jīng)過(guò)多次干縮，整個(gè)基層面就 會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的拉裂，這種問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)在雨季當(dāng)中。

溫度裂縫

由于水泥穩(wěn)定碎石基層是半剛性體，因此也具備“熱脹冷縮”

性質(zhì)。水泥與結(jié)合料內(nèi)部所包含的礦物質(zhì)構(gòu)成的液態(tài)、固態(tài)或者氣 態(tài)物質(zhì)相結(jié)合，如果外界溫差出現(xiàn)變化時(shí)就會(huì)造成體積變化，從而 形成溫縮性裂縫。水泥穩(wěn)定碎石層的內(nèi)部成分較為復(fù)雜，內(nèi)部膠結(jié) 的礦物質(zhì)與碎石具有不同的物理性質(zhì)，這些不同物質(zhì)在溫度的變化 下所產(chǎn)生的脹縮值也各不相同。溫度升高的時(shí)候，混合料的孔隙與 膠體中的水分則會(huì)產(chǎn)生張力使得顆粒間距變大而膨脹?；旌狭蟽?nèi)部 的孔隙中充盈著大量的氣體，如果溫度升高水穩(wěn)層內(nèi)的氣體體積也 會(huì)急速膨脹，體積開(kāi)始變大；當(dāng)溫度下降時(shí)氣體收縮，體積隨之變 小。若擴(kuò)張的力量超過(guò)上限時(shí)，水泥穩(wěn)定層就會(huì)變形、起拱，收縮 力達(dá)到上限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)橫向裂縫。荷載裂縫

如果土基強(qiáng)度不足時(shí)，土基受到荷載作用則會(huì)產(chǎn)生剪切變形。

為了能夠有效地解決土基的剪切變形問(wèn)題，就必須要設(shè)置底基層與 基層來(lái)進(jìn)行保護(hù)。由于水泥穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度較差，因此基層 容易出現(xiàn)剪切、變形進(jìn)而開(kāi)裂。荷載性的裂縫通常是出現(xiàn)在基層底 部的位置，路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的車輛荷載，內(nèi)部的裂縫也從底層擴(kuò)展到 道路表面。

瀝青道路水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂的防治策略

控制級(jí)配與壓實(shí)度

在水泥穩(wěn)定碎石基層的施工過(guò)程中，混合料的含量必須要嚴(yán)格

控制小于 0.075mm 的顆粒物（粘土顆粒、礦粉顆粒等）含量，如果 小于 0.075mm 的顆粒物比例過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致水泥用量增加，而且整 個(gè)基層表面會(huì)出現(xiàn)起砂，水穩(wěn)層的穩(wěn)定性就會(huì)受到嚴(yán)重影響。除此 之外，如果加大細(xì)集料的比例，溫合料溫縮系數(shù)也會(huì)出現(xiàn)變化。此 外，在碾壓混合料時(shí)也會(huì)給土基造成一定程度的負(fù)荷。水泥穩(wěn)定碎 石基層基級(jí)配與壓實(shí)度高低，不但對(duì)于水泥穩(wěn)定基層的強(qiáng)度具有重 要影響，同時(shí)與整個(gè)水泥穩(wěn)定基層耐凍性與抗壓力有密切關(guān)系，因 此將級(jí)配與壓實(shí)度控制好就能夠有效地避免裂縫的產(chǎn)生。

優(yōu)選石料

在進(jìn)行路面施工的時(shí)候，對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層所使用的碎

石并沒(méi)有物殊的標(biāo)準(zhǔn)與要求，只要需要符合相對(duì)密度、壓碎值、硫 酸鹽比例、以及有機(jī)質(zhì)含量這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即可。碎石原材料在選擇的 時(shí)候可以選擇幾個(gè)不同的石料場(chǎng)來(lái)進(jìn)行比較，從中選擇出壓碎值、 有機(jī)質(zhì)比例較低的石料進(jìn)行加工，全面提高水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì) 量。

控制水泥用量

在通常情況下，水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度為 4Mpa～6Mpa 之間，

強(qiáng)度越大其使用的水泥量也越大。在施工過(guò)程當(dāng)中，一定要控制好 基層的剛性，剛性值越大所產(chǎn)生的裂縫也會(huì)越大。因此，在滿足道 路公程要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)要把水泥的使用數(shù)量進(jìn)行合理控制。筆 者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐得出，將水泥的使用計(jì)量控制在 6%以下對(duì)于減少 裂縫產(chǎn)生的效果較為明顯。

科學(xué)養(yǎng)護(hù)

當(dāng)路面攤鋪完成之后必須要用稻草或者麻袋等物進(jìn)行覆蓋，

并定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，避免基層混合料因水化作用或者蒸發(fā)而產(chǎn)生干縮 裂縫。冬季溫度低可使用塑料膜與土工布進(jìn)行保溫。當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間結(jié) 束之后必須要及時(shí)進(jìn)行瀝青封層或者透層油的施工，以確保水穩(wěn)層 不會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。

選擇有利的季節(jié)進(jìn)行施工

水泥穩(wěn)定碎石基層施工宜在氣溫變化小的時(shí)節(jié)，在這種環(huán)境

下水泥穩(wěn)定碎石基層的內(nèi)溫度應(yīng)力也相對(duì)較小，水穩(wěn)層也不容易出 現(xiàn)“熱脹冷縮”的問(wèn)題。在進(jìn)行路面施工的過(guò)程中，氣溫與最熱、 最冷時(shí)的溫差越大，就越容易出現(xiàn)溫縮性裂縫。值得注意的是，如 果冬季溫度<5。C時(shí)水穩(wěn)基層就不能進(jìn)行施工。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，隨著道路工程建設(shè)的規(guī)模與數(shù)量不斷擴(kuò)大，水泥穩(wěn)

定碎石基層的技術(shù)也變得越來(lái)越成熟。但是半剛性基層瀝青路面的 裂縫問(wèn)題是無(wú)法避免的，因此必須要強(qiáng)化水穩(wěn)層的質(zhì)量，在優(yōu)選石 料的同時(shí)控制級(jí)配與壓實(shí)度，控制水泥用量，并進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)，只 有這樣才能夠促進(jìn)我國(guó)公路事業(yè)的順利發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周宇.試論水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面裂縫控制[J].江

西建材，2016（12）：124-137.